UE_2012

Klasyfikacja urządzeń elektroenergetycznych

Urządzenia elektroenergetyczne

- wszystkie urządzenia i

elementy instalacji elektrycznych wysokiego i niskiego napięcia o
duŜych

mocach

znamionowych,

rzędu

wielu

kilowatów,

przeznaczone

wytwarzania,

przesyłania,

rozdziału

przetwarzania energii elektrycznej.

Urządzenia elektryczne

- urządzenia niskiego napięcia o

umiarkowanych mocach znamionowych, tworzące instalacje
elektryczne w obiektach nieprzemysłowych i przemysłowych, a
takŜe urządzenia oraz instalacje teletechniczne i elektroniczne,
przyrządy i obwody pomiarowe, sygnalizacyjne, sterowania,
monitorowania i inne.

Urządzenia elektryczne

Ze względu na napięcia robocze rozróŜnia się

urządzenia niskiego i wysokiego napięcia

urządzeń niskiego napięcia

zalicza się urządzenia o napięciu

znamionowym do:

1000V prądu przemiennego

1500 V prądu stałego.

Urządzenia wysokiego napięcia

dzieli się na urządzenia:

średniego napięcia (6÷30 kV),

wysokiego napięcia (110÷400 kV)

najwyŜszych napięć, powyŜej 400 kV.

Urządzenia elektryczne

Pod względem funkcji pełniących w systemie

elektroenergetycznym urządzenia dzieli się na:

wytwórcze

(generatory),

przetwórcze

(transformatory, prostowniki, przetworniki),

przesyłowe

(linie napowietrzne, linie kablowe, szyny),

rozdzielcze

(odłączniki, rozłączniki, wyłączniki, bezpieczniki),

odbiorcze

(silniki, urządzenia oświetleniowe, grzejne i inne odbiorcze),

pomocnicze

(zabezpieczające, sygnalizacyjne, pomiarowe, sterownicze).

Urządzenia elektryczne

Z bardzo obszernego zbioru urządzeń elektroenergetycznych wyróŜnia
się często waŜną grupę urządzeń, zwanych

aparatami

. Są to urządzenia

przeznaczone

wykonywania

warunkach

roboczych

zakłóceniowych

następujących czynności:

łączeniowych (łączniki róŜnych typów),

pomiarowych,

głównie

duŜych

wartości

prądów

napięć

(przekładniki, dzielniki napięcia),

ograniczania prądów zwarciowych (dławiki, ograniczniki prądu,
wyłączniki ograniczające, bezpieczniki),

ograniczania przepięć (iskierniki, ograniczniki przepięć),

rozruchowych i regulacyjnych (rozruszniki, regulatory).

Urządzenia elektryczne

wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne.

aparatura - termin ogólny dotyczący łączników i ich kombinacji z aparatami

sterowniczymi, zabezpieczeniowymi, regulacyjnymi i przyrządami pomiarowymi oraz

zespołów utworzonych z tych aparatów wraz z odpowiednimi połączeniami,

urządzeniami pomocniczymi, osłonami i konstrukcjami wsporczymi,

aparatura rozdzielcza - termin ogólny dotyczący łączników i ich kombinacji z

aparatami

sterowniczymi,

zabezpieczeniowymi,

regulacyjnymi

przyrządami

pomiarowymi oraz zespołów utworzonych z tych aparatów wraz z odpowiednimi

połączeniami, urządzeniami pomocniczymi, osłonami i konstrukcjami wsporczymi,

przeznaczonych głównie do uŜytkowania w dziedzinie wytwarzania, przesyłu,

rozdziału i przetwarzania energii elektrycznej,

aparatura sterownicza - termin ogólny dotyczy łączników i ich kombinacji z

aparatami

sterowniczymi,

zabezpieczeniowymi,

regulacyjnymi

przyrządami

pomiarowymi oraz zespołów utworzonych z tych aparatów wraz z odpowiednimi

połączeniami, urządzeniami pomocniczymi, osłonami i konstrukcjami wsporczymi,

przeznaczonych głównie do sterowania urządzeniami wykorzystującymi energię

elektryczną,

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

W zaleŜności od miejsca zainstalowania i funkcji, jaką pełnią

urządzenia, dzieli się na:

urządzenia przemysłowe stosowane w zakładach przemysłowych,
górnictwie, rolnictwie itp.

urządzenia nieprzemysłowe, które obejmują zarówno:

urządzenia niskiego napięcia o niewielkich mocach znamionowych, instalowane w

domach mieszkalnych, biurach, szkołach itp.,

jak i urządzenia energetyki zawodowej wysokiego i niskiego napięcia, przeznaczone

do przesyłu i rozdziału energii oraz zasilania duŜych zakładów przemysłowych w

energię elektryczną.

Podział zasadniczych części urządzeń elektrycznych:

przewodzące,

izolacyjne

- izolujące części przewodzące od części

konstrukcyjnych i od otoczenia,

magnetyczne

- przewodzące strumień magnetyczny,

konstrukcyjno-mechaniczne

–

układy

ruchome

mechaniczne oraz konstrukcje i osłony urządzeń.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

Napięcia znamionowe

Napięcie znamionowe łączeniowe

- Wartość

napięcia,

która

łącznie

prądem

znamionowym

łączeniowym ustala zastosowanie łącznika i do której odnosi
się odpowiednie badania i kategorie uŜytkowania.

W łączniku jednobiegunowym napięcie znamionowe łączeniowe
jest określone jako napięcie na biegunie.

W łączniku wielobiegunowym jest ono określone jako napięcie
międzyfazowe.

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Napięcia znamionowe

Napięcie znamionowe izolacji

- Wartość napięcia, do

której są odniesione napięcie probiercze wytrzymałości
elektrycznej i odstępy izolacyjne powierzchniowe.

W Ŝadnym przypadku największa wartość napięcia znamionowego
łączeniowego

nie moŜe być większa niŜ znamionowe napięcia

izolacji.

W przypadku łącznika bez określonego napięcia znamionowego
izolacji przyjmuje się, Ŝe jest to największa wartość napięcia
łączeniowego.

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Napięcia znamionowe

Napięcie znamionowe udarowe wytrzymywane

imp

- Wartość szczytowa

udaru napięciowego o określonym kształcie i biegunowości, który aparat elektryczny
jest w stanie wytrzymać bez uszkodzenia w określonych warunkach probierczych, do
której się odnoszą wartości odstępów izolacyjnych.

Napięcie znamionowe udarowe wytrzymywane aparatu elektrycznego powinno być równe
wartości przyjętej dla przepięć przejściowych występujących w układzie, w którym ten
aparat jest zainstalowany, lub większe.

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Indeks cech pozostałych napięć znamionowych i

nieznamionowych oraz ich symboli

Napięcie znamionowe izolacji obwodu stojana

Napięcie znamionowe izolacji obwodu wirnika

Napięcie znamionowe łączeniowe obwodu stojana

Napięcie znamionowe łączeniowe obwodu wirnika

Napięcie znamionowe obwodu sterowniczego

Napięcie znamionowe zasilania obwodu sterowniczego

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Prądy znamionowe

Prąd znamionowy łączeniowy

lub moc znamionowa łączeniowa - Ustalana

przez producenta wartość prądu, która jest związana z napięciem znamionowym
łączeniowym, częstotliwością znamionową, rodzajem pracy znamionowej, kategorią
uŜytkowania oraz obudową (jeŜeli taka istnieje) chroniącą łącznik.

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

W przypadku łącznika przeznaczonego do
sterowania bezpośrednio jednym silnikiem
ustalenie prądu znamionowego łączeniowego
moŜe

być

zastąpione

lub

uzupełnione

ustaleniem największej mocy znamionowej
sterowanego

przez

łącznik

silnika

przy

odpowiednim

napięciu

znamionowym

łączeniowym. Producent powinien podać
zaleŜność między prądem łączeniowym a
mocą łączeniową jeŜeli ją określił.

Prądy znamionowe

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Prąd cieplny umowny aparatu
elektrycznego

otwartej

przestrzeni

Największa

wartość

prądu

probierczego

stosowanego

sprawdzeniu

nagrzewania aparatu elektrycznego
bez obudowy, w otwartej przestrzeni-

przestrzeń w normalnych warunkach wnętrzowych
umiarkowanie wolną od przeciągów i zewnętrznego
promieniowania cieplnego.

Prąd znamionowy ciągły

- Ustalona przez producenta wartość

prądu, który aparat moŜe przewodzić podczas pracy ciągłej.

Prąd cieplny umowny aparatu elektrycznego w otwartej przestrzeni (

) –

Wartość prądu cieplnego umownego łącznika w otwartej przestrzeni powinna być co
najmniej równa największej wartości prądu znamionowego łączeniowego

łącznika bez

obudowy podczas pracy ośmiogodzinnej.

Prąd ten nie jest wielkością znamionową i aparat elektryczny nie jest obowiązkowo nim
oznaczany.

Aparatem elektrycznym bez obudowy jest aparat dostarczony przez producenta bez
obudowy lub z obudową związaną, która zwykle nie stanowi jedynego elementu
osłaniającego.

Prąd cieplny umowny aparatu elektrycznego w obudowie (

the

)

Wartość prądu ustalona przez producenta w celu sprawdzenia nagrzewania aparatu
wmontowanego w określoną obudowę.

Sprawdzenie to naleŜy przeprowadzić, przy czym jest ono obowiązkowe, jeŜeli w katalogu
producenta aparat elektryczny jest określony jako aparat w obudowie i jeŜeli jest
stosowany w jednej obudowie lub róŜnych obudowach określonego typu i wielkości.

Wartość prądu

the

powinna być równa co najmniej największej wartości prądu

znamionowego łączeniowego łącznika

w obudowie przy pracy ośmiogodzinnej.

JeŜeli aparat elektryczny jest przewidziany do stosowania w nieokreślonej obudowie,
sprawdzenie nie jest obowiązkowe, jeŜeli przeprowadzono sprawdzenie nagrzewania
prądem cieplnym umownym w otwartej przestrzeni (I

). W tym przypadku producent jest

zobowiązany udzielić informacji co do wartości prądu cieplnego aparatu w obudowie lub
określić współczynnik jego zmniejszenia.

Indeks cech pozostałych prądów znamionowych i nieznamionowych oraz ich symboli

Prąd cieplny obwodu stojana

ths

Prąd cieplny obwodu wirnika

thr

Prąd graniczny wybiórczości

Prąd przełomowy

Prąd znamionowy

Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany

Prąd znamionowy łączeniowy obwodu stojana

Prąd znamionowy łączeniowy obwodu wirnika

Prąd znamionowy wyłączalny zwarciowy

(zdolność znamionowa wyłączania zwarcia)

Prąd znamionowy wyłączalny zwarciowy eksploatacyjny

(zdolność znamionowa wyłączania zwarcia eksploatacyjna)

Prąd znamionowy wyłączalny zwarciowy graniczny

(zdolność znamionowa wyłączania zwarcia graniczna)

Prąd znamionowy załączalny zwarciowy

(zdolność znamionowa załączania zwarcia)

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006

Urządzenia

elektryczne

stosuje

się

róŜnych

warunkach

środowiskowych, które mogą wpływać niekorzystnie na pracę i szybkość
ich zuŜywania się, a w pewnych przypadkach ograniczać lub eliminować
instalowanie niektórych, nieprzystosowanych konstrukcji.

Warunki te określa się głównie :

temperaturą,

wilgotnością,

ciśnieniem,

zanieczyszczeniem otaczającego powietrza
Urządzenia muszą być wykonane w taki sposób i z zastosowaniem takich
materiałów, aby była zapewniona skuteczna ochrona przed szkodliwym
oddziaływaniem środowiska oraz poprawna i bezpieczna praca urządzeń
w miejscu ich zainstalowania.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

Wymagania stawiane urządzeniom elektrycznym

Urządzenia są wytwarzane z przeznaczeniem do instalowania
w pomieszczeniach zamkniętych (wykonanie wnętrzowe), na
wolnym powietrzu (wykonanie napowietrzne) lub w
wykonaniu specjalnym.

Warunki

środowiskowe

występujące

pomieszczeniach

zamkniętych

są

siebie

zbliŜone

róŜnych

strefach

geograficznych, chociaŜ mogą się pojawiać istotne róŜnice wywołane
np.: temperaturą, wilgotnością czy naraŜeniami biologicznymi.

W bardzo odmiennych warunkach mogą natomiast pozostawać
urządzenia elektryczne instalowane na wolnym powietrzu w róŜnych
warunkach środowiskowych. Z tego względu przyjęto wyróŜniać 5
charakterystycznych stref klimatycznych.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

Wymagania stawiane urządzeniom elektrycznym

Urządzenia instalowane w klimacie innym niŜ umiarkowany
muszą być wykonane w wersji przeznaczonej do pracy w
specyficznych

dla

danego

klimatu

warunkach

środowiskowych, określanych granicznymi dopuszczalnymi
wartościami róŜnych wielkości fizycznych, umoŜliwiającej
prawidłową

pracę

urządzeń

czasie

technicznie

ekonomicznie uzasadnionym.

Oprócz warunków środowiskowych właściwych dla róŜnych
stref klimatycznych mogą występować lokalne zmiany klimatu
powodowane

obecnością

niektórych

gałęzi

przemysłu

(kopalnie,

huty,

przemysł

budowlany,

chemiczny),

charakteryzujące się zwiększonym zapyleniem, pojawianiem
się

agresywnych

związków

chemicznych,

zwiększoną

wilgotnością i innymi zanieczyszczeniami powietrza.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

Wymagania stawiane urządzeniom elektrycznym

RównieŜ same urządzenia w czasie pracy mogą oddziaływać
ujemnie na środowisko przez podwyŜszenie temperatury
pomieszczenia,

hałas,

wibracje,

moŜliwość

poraŜenia

elektrycznego, powstanie pól elektromagnetycznych czy
wywołanie poŜaru.

Oddziaływania te muszą być wyeliminowane lub ich intensywność
ograniczona do poziomu nieszkodliwego i niedokuczliwego dla ludzi
oraz niezakłócającego pracę innych urządzeń.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

Wymagania stawiane urządzeniom elektrycznym

Urządzenia elektryczne powinny być chronione przed szkodliwym
oddziaływaniem środowiska.

Urządzenia te mogą równieŜ stwarzać zagroŜenie dla obsługi i otoczenia.

WyposaŜa się je, więc:

w obudowy lub osłony, które powinny być dobrane w ten sposób, aby spełniały

odpowiednie wymagania.

Właściwy dobór stopnia ochrony ma zapewnić wysoką niezawodność
pracy i bezpieczeństwo uŜytkowania urządzeń elektrycznych.

Obudowa lub osłona powinna być tak wykonana, aby przypisany jej stopień

ochrony był niezmienny w czasie, w całym okresie eksploatacji.

Materiał obudowy lub osłony nie moŜe zmieniać swoich własności pod wpływem:

temperatury,

wilgotności,

promieniowania UV

lub agresywnego środowiska odpowiednio do warunków środowiskowych pracy.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA URZĄDZEŃ PRZED SZKODLIWYM ODDZIAŁYWANIEM

ŚRODOWISKA

RozróŜnia się:

siedem stopni ochrony przed dotknięciem lub zbliŜeniem
do części będących pod napięciem lub ruchomych oraz przed
przedostaniem się do wnętrza urządzeń obcych ciał stałych,

dziewięć stopni ochrony urządzeń przed wnikaniem do
wnętrza urządzenia wody.

Stopień ochrony osłony lub obudowy oznaczony jest literami

(Internal Protection)

oraz dwoma cyframi, które

określają cechy osłony lub obudowy.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA URZĄDZEŃ PRZED SZKODLIWYM ODDZIAŁYWANIEM

ŚRODOWISKA

W oznaczeniu stopnia ochrony mogą występować równieŜ duŜe
litery na trzecim i czwartym miejscu po literach IP. Litery te
zawierają dodatkowe i uzupełniające informacje o:

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA URZĄDZEŃ PRZED SZKODLIWYM ODDZIAŁYWANIEM

ŚRODOWISKA

ochronie przed dostępem do
części

niebezpiecznych

(litera dodatkowa na trzecim
miejscu, np. IP43A)

rodzaju urządzenia i jego
odporności

róŜne

warunki pogodowe (litera
dodatkowa

czwartym

miejscu, np. IP43AH).

JeŜeli urządzenie nie jest określone cyfrą lub cyframi, to naleŜy ją (je)
zastąpić literą X (literami XX), np.:

IP4X
IPX4

IPXX

Liter, jeŜeli nie występują po cyfrach, nie zastępuje się innymi symbolami.

Normy niektórych krajów wymagają, aby przy oznaczeniu kodem IP
zamieszczać trzecią cyfrę znaczącą np.:

IPXX3

określającą zasadę oznaczenia udarności.
Cyfra ta charakteryzuje odporność obudowy lub osłony na uderzenia

mechaniczne.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA URZĄDZEŃ PRZED SZKODLIWYM ODDZIAŁYWANIEM

ŚRODOWISKA

Urządzenia

elektryczne

są

naraŜone

działanie

otaczającego

środowiska.

Uwzględnienie oddziaływania środowiska to uwzględnienie wpływu takich

czynników, jak:

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA I KODYFIKACJA WPŁYWÓW ZEWNĘTRZNYCH

temperatura otoczenia;

wilgotność;

wysokość

nad

poziomem

morza;

obecność wody;

obecność obcych ciał stałych;

obecność

substancji

powodujących

korozję

lub

zanieczyszczenie;

naraŜenia mechaniczne;

obecność flory i/lub pleśni;

obecność fauny;

oddziaływanie
elektromagnetyczne,
elektrostatyczne i jonizujące;

promieniowanie słoneczne;

wstrząsy sejsmiczne;

wyładowania

atmosferyczne,

poziom kerauniczny (przeciętna
liczba dni burzowych w roku);

ruch powietrza;

wiatr.

Wpływy zewnętrzne to równieŜ uŜytkowanie urządzeń. W tej grupie

analizuje się następujące elementy:

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA I KODYFIKACJA WPŁYWÓW ZEWNĘTRZNYCH

zdolność osób,

rezystancję ciała ludzkiego,

styczność ludzi z potencjałem ziemi,

warunki ewakuacji,

rodzaj produkowanych lub magazynowanych
materiałów.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

Środki ochrony, które zapewnia konstrukcja urządzenia lub
wyposaŜenia, uwaŜa się za skuteczne w danych warunkach
wypływów zewnętrznych, jeŜeli zostały wykonane odpowiednie
badania danej konstrukcji w określonych warunkach wpływów
zewnętrznych.

Urządzenia

powinny

być

łatwo

identyfikowalne

przez

umieszczenie

nich

tabliczek

lub

innych

środków

identyfikacyjnych.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

Przy

uwzględnianiu

wpływów

zewnętrznych

urządzenia dobiera się, biorąc równieŜ pod uwagę
niezawodność

działania

środków

ochrony

zakresie:

ochrony przeciwporaŜeniowej,

ochrony przed skutkami oddziaływania cieplnego,

ochrony przed prądem przetęŜeniowym,

ochrony przed spadkiem napięcia,

odłączania i łączenia.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZED SKUTKAMI ODDZIAŁYWANIA CIEPLNEGO URZĄDZEŃ

ELEKTRYCZNYCH

Urządzenia elektryczne powinny być tak zaprojektowane, aby osoby oraz urządzenia
stałe i materiały trwałe zamocowane, znajdujące się w pobliŜu tych urządzeń, były
chronione przed szkodliwymi skutkami nagrzewania lub promieniowania cieplnego
wywołanego przez te urządzenia elektryczne. Takimi szkodliwymi skutkami mogą być
oparzenia, spalenie lub zniszczenie materiału oraz zakłócenia w poprawnym działaniu
innych urządzeń.

Aby urządzenie elektryczne nie powodowało oparzeń, jego dostępne części nie
powinny przekraczać odpowiednich wartości dopuszczalnych temperatur.

Tablica 1. Dopuszczalne temperatury pracy części dostępnych urządzenia elektrycznego - ochrona przed oparzeniem

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZED SKUTKAMI ODDZIAŁYWANIA CIEPLNEGO URZĄDZEŃ

ELEKTRYCZNYCH

JeŜeli w instalacji występują elementy, których temperatura przekracza nawet
krótkotrwale wartości podane w tabl. 1, to naleŜy je osłonić w sposób uniemoŜliwiający
ich dotknięcie.

Urządzenie do wymuszonego ogrzewania powietrzem powinno być tak wykonane, aby
jego elementy grzejne nie mogły być włączone przed ustaleniem się odpowiedniego
przepływu powietrza.

Urządzenia do wytwarzania gorącej wody lub pary powinny być tak wykonane i
zainstalowane, aby niemoŜliwe było ich przegrzanie we wszystkich warunkach pracy.

Stałe urządzenia elektryczne, mogące stwarzać zagroŜenie poŜarowe, powinny być
montowane na elementach z materiałów odpornych na temperaturę.

Urządzenia elektryczne powinny być tak montowane, aby było moŜliwe rozpraszanie
się ciepła w bezpiecznej odległości od wszystkich materiałów, które mogłyby być
naraŜone na szkodliwe jego działanie.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZED SKUTKAMI ODDZIAŁYWANIA CIEPLNEGO URZĄDZEŃ

ELEKTRYCZNYCH

JeŜeli urządzenie elektryczne przyłączone na stałe moŜe w czasie
normalnej pracy powodować powstanie łuku elektrycznego lub iskrzenie,
to powinno ono być całkowicie osłonięte materiałem odpornym na
działanie łuku elektrycznego.

Materiał

odporny

działanie

łuku

elektrycznego

powinien

charakteryzować się małą przewodnością cieplną właściwą, być niepalny
oraz mieć odpowiednią wytrzymałość mechaniczną.

JeŜeli urządzenie elektryczne zawiera znaczące ilości palnej cieczy (co
najmniej 25 l), to naleŜy przewidzieć odpowiednie środki zapobiegające
rozprzestrzenianiu się płonącej cieczy i produktów jej spalania.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

I ELEKTRONICZNYCH W ZAKRESIE OCHRONY PRZECIWPORAśENIOWEJ

Klasyfikacją są objęte urządzenia elektryczne i elektroniczne niskiego
napięcia, które zasilane są z zewnętrznego źródła.

Urządzenia te są podzielone na klasy ze względu na wymagany lub moŜliwy do
zastosowania sposób ochrony przeciwporaŜeniowej w przypadku uszkodzenia
izolacji.

Ochrona moŜe być zapewniona przez:

środowisko

(otoczenie),

przez same

urządzenia

lub przez

sieć zasilającą

Podział powyŜszy obejmuje urządzenia elektryczne i elektroniczne, które
są przyłączone do zewnętrznych źródeł energii w sieciach o napięciu
międzyfazowym nie wyŜszym niŜ 440 V i napięciu względem ziemi nie
wyŜszym niŜ 250 V i są uŜytkowane w mieszkaniach, biurach,
warsztatach, szkołach, gospodarstwach wiejskich i ogrodniczych, placach
budowy, pomieszczeniach medycznych itp.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

I ELEKTRONICZNYCH W ZAKRESIE OCHRONY PRZECIWPORAśENIOWEJ

Klasa ochronności 0

Ochrona przeciwporaŜeniowa polega na zastosowaniu w urządzeniach tylko

izolacji

podstawowe

Korzystanie z takich urządzeń powinno być ograniczone do miejsc, w których są
zapewnione odpowiednio korzystne warunki środowiskowe.

Podstawowym warunkiem jest uŜytkowanie takich urządzeń na izolowanych
stanowiskach, co w wielu przypadkach nie jest przestrzegane.

Odbiorniki w klasie ochronności 0 moŜna równieŜ zasilać indywidualnie przez
transformator separacyjny.

DąŜy się do ograniczenia produkcji i stosowania tego rodzaju urządzeń. Zgodnie z
przepisami niemieckimi (DIN VDE) urządzenia o tej klasie ochronności nie są
dopuszczane do stosowania.

Klasy urządzeń nie stanowią gradacji poziomu bezpieczeństwa, lecz określają środki,
których zastosowanie zapewnia bezpieczeństwo.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

I ELEKTRONICZNYCH W ZAKRESIE OCHRONY PRZECIWPORAśENIOWEJ

Klasa ochronności I

Stosowana jest ochrona przeciwporaŜeniowa podstawowa (ochrona przed

dotykiem bezpośrednim) oraz zastosowany jest równieŜ dodatkowy środek

bezpieczeństwa.

Części przewodzące dostępne takich urządzeń są wyposaŜone w zacisk
ochronny, do którego przyłącza się przewód PE.

W razie uszkodzenia ochrony podstawowej

(izolacji) następuje

samoczynne zadziałanie urządzeń ochronnych przetęŜeniowych lub
róŜnicowoprądowych. Uzyskuje się przez to wymóg, Ŝe na częściach
przewodzących dostępnych nie moŜe utrzymywać się długotrwale
napięcie przekraczające wartości napięć uznanych za bezpieczne w
przypadku uszkodzenia izolacji podstawowej.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

I ELEKTRONICZNYCH W ZAKRESIE OCHRONY PRZECIWPORAśENIOWEJ

Klasa ochronności II

W urządzeniach tych ochrona przeciwporaŜeniowa jest

zapewniona przez

izolację podstawową

izolację

dodatkową

(izolacja podwójna) lub przez izolację wzmocnioną

części czynnych.

Nie jest wymagany przewód ochronny (PE) w instalacji
zasilającej takie urządzenie.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

KLASYFIKACJA URZĄDZEŃ ELEKTRYCZNYCH

I ELEKTRONICZNYCH W ZAKRESIE OCHRONY PRZECIWPORAśENIOWEJ

Klasa ochronności III

Ochrona przeciwporaŜeniowa jest zapewniona przez zasilanie

urządzenia ze źródła

bardzo niskiego napięcia SELV

lub

PELV

, którego napięcie nie przekracza napięcia U

(dotykowego dopuszczalnego), mogącego się utrzymywać
długotrwale w danych warunkach.

Urządzenie

takie

nie

moŜe

być

przyłączone

jakiegokolwiek innego źródła napięcia.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA

Podstawowa

zasada

ochrony

przed

poraŜeniem

prądem

elektrycznym:

niebezpieczne części czynne nie powinny być dostępne,

a dostępne części przewodzące nie powinny być niebezpieczne
w warunkach normalnych lub w przypadku pojedynczego
uszkodzenia.

Pod uwagę naleŜy brać kaŜde uszkodzenie, które powoduje, Ŝe

część przewodząca dostępna, nie będąca pod napięciem w
warunkach normalnych, staje się częścią niebezpieczną (np. na
skutek uszkodzenia izolacji).

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA

Ochrona przeciwporaŜeniowa powinna być przewidziana

dla wszystkich urządzeń elektrycznych i instalacji przez
zastosowanie:

normalnych

warunkach

pracy

ochrony przed

dotykiem bezpośrednim,

inaczej nazywanej

ochroną

podstawową;

w przypadku uszkodzenia

ochrony przed dotykiem

pośrednim,

inaczej

nazywanej

ochroną

przy

uszkodzeniu

lub

ochroną dodatkową;

ochrony zarówno w warunkach normalnych, jak i w
przypadku uszkodzenia.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA

Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania

Jest to środek ochrony, w którym ochroną podstawową stanowi izolacja

między

częściami

czynnymi

częściami

przewodzącymi

dostępnymi,

ochronę

dodatkową

stanowi

samoczynne

wyłączenie zasilania w przypadku zagroŜenia niebezpiecznymi
skutkami patofizjologicznymi przy uszkodzeniu izolacji podstawowej.

Samoczynne wyłączenie zasilania powinno nastąpić w wymaganym
czasie wówczas, gdy na skutek uszkodzenia ochrony podstawowej na
części przewodzącej dostępnej pojawi się napięcie, które ze względu na
wartość i czas utrzymywania moŜe powodować przy dotyku tej części
niebezpieczne dla ludzi skutki patofizjologiczne.

Środek ten wymaga koordynacji układu sieciowego (TN, TT, IT),
parametrów przewodów ochronnych (połączenia z uziomem za
pomocą przewodu ochronnego, będącego jednym z przewodów
instalacji lub wprost z niezaleŜnym uziomem) i urządzeń ochronnych
(urządzenia ochronne przetęŜeniowe, róŜnicowoprądowe, urządzenia
kontroli stanu izolacji).

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA

Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania w układzie sieci

•

Warunkiem

samoczynnego

wyłączenia

jest

stosowanie

urządzeń ochronnych i przewodów tak dobranych, aby w
przypadku zwarcia o pomijalnej impedancji przewodu fazowego z
przewodem ochronnym lub częścią przewodzącą dostępną
nastąpiło samoczynne wyłączenie zasilania w

określonym

czasie.

Wymaganie to będzie zapewnione przy spełnieniu warunku:

Maksymalne czasy t wyłączenia w układach sieci TN; (wg PN-IEC 60364-4-41)

Zs - impedancja pętli
zwarciowej, Ia - prąd

powodujący samoczynne

zadziałanie urządzenia

ochronnego w wymaganym

czasie, Uo - napięcie między

przewodem fazowym i

neutralnym - znamionowe

napięcie względem ziemi.

Środek ochrony: Samoczynne wyłączenie zasilania

W przypadku powstania zwarcia o pomijalnej impedancji pomiędzy przewodem

liniowym a częścią przewodzącą dostępną lub przewodem ochronnym w obwodzie,
urządzenie ochronne powinno samoczynnie przerwać zasilanie przewodu liniowego
obwodu lub urządzenia w czasie wymaganym:

Ochrona przed poraŜeniem elektrycznym

DłuŜsze czasy wyłączenia niŜ wymagane w tym punkcie mogą być dopuszczone w

sieciach rozdzielczych oraz elektrowniach i w sieciach przesyłowych systemów.

Krótsze czasy wyłączenia mogą być wymagane dla specjalnych instalacji lub lokalizacji.
Dla układu IT samoczynne wyłączenie nie jest zwykle wymagane po pojawieniu się

pierwszego zwarcia.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA

Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania w układzie sieci

Rys. 2.3. Działanie na organizm ludzki prądu elektrycznego o
częstotliwości 15 100 Hz przy przepływie prądu na drodze obie
stopy-lewa ręka (rys. 2.4) wg IEC Report 479-1
AC-1 - brak reakcji organizmu;
AC-2 - brak szkodliwych efektów fizjologicznych;
AC-3 - brak ryzyka migotania komór serca;
AC-4 - prawdopodobieństwo migotania komór serca:

AC-4.1 - 5%,
AC-4.2 - do 50% ,
AC-4.3 - powyŜej 50% .

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

OCHRONA PRZECIWPORAśENIOWA

Ochrona za pomocą samoczynnego wyłączenia zasilania w układzie sieci

W sieci TN mogą być stosowane następujące urządzenia

ochronne:

urządzenia ochronne przetęŜeniowe:

bezpiecznik,

wyłącznik nadprądowy,

urządzenia ochronne róŜnicowoprądowe.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Aby zapewnić pełną funkcjonalność instalacji elektrycznej, dzieli sieją na
obwody elektryczne. Uzyskuje się wówczas jeden z podstawowych
elementów funkcjonalności: uszkodzenie w części instalacji nie powoduje
wyłączenia całej instalacji, umoŜliwiając poprawną pracę wielu odbiorników.

Podział instalacji moŜe być taki, Ŝe pojawia się w niej kilka bądź nawet
kilkadziesiąt obwodów. Takie podejście w budowie instalacji wymaga
zapewnienia poprawnego załączania i wyłączania obwodów, ich
zabezpieczenia i poprawnego rozwiązania ochrony przeciwporaŜeniowej.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Te wymagania są realizowane za pomocą:

urządzeń ochrony przed dotykiem pośrednim zapewniających
samoczynne wyłączenie zasilania, do których zalicza się:

urządzenia ochronne przetęŜeniowe,

urządzenia ochronne róŜnicowoprądowe,

urządzenia stałej kontroli izolacji;

urządzeń zabezpieczających od skutków przetęŜeń;

urządzeń zabezpieczających przed przepięciami;

urządzeń

zabezpieczających

przed

skutkami

obniŜenia

napięcia.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Przy tak duŜej liczbie moŜliwych do zastosowania urządzeń ochronnych
bardzo waŜna jest koordynacja róŜnych urządzeń ochronnych. Realizuje się
to przez:

odpowiedni wybór urządzeń ochronnych przetęŜeniowych,

analizę współpracy urządzeń ochronnych róŜnicowoprądowych z urządzeniami
ochronnymi przetęŜeniowymi.

Wszystkie te wymagania i działania realizuje się za pomocą łączników,
które powinny być tak skonstruowane, aby styki ruchome wszystkich
biegunów łączników wielobiegunowych były sprzęŜone mechanicznie. Styki
te powinny się zwierać i rozwierać jednocześnie, z wyjątkiem styków
przeznaczonych do łączenia przewodu neutralnego, które mogą zamykać się
wcześniej, a otwierać później niŜ inne styki.

Styki łącznika nie powinny łączyć przewodu ochronnego lub ochronno-
neutralnego.

Aby uniknąć zbędnych wyłączeń zasilania

oraz właściwie dobrać

zabezpieczenie

określonych

kryteriów,

charakterystyki

urządzeń

zabezpieczających i moŜliwość nastawienia wartości danej wielkości
powinny zapewnić poprawną selektywność ich działania.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Zabezpieczenie przeciąŜeniowe i zwarciowe

Zabezpieczenie przeciąŜeniowe i/lub zwarciowe moŜna realizować za pomocą:

bezpieczników z wkładkami topikowymi,

wyłączników wyposaŜonych w wyzwalacze przeciąŜeniowe i zwarciowe.

Wymienione urządzenia, pracujące w sieciach i instalacjach elektrycznych,
powinny działać w sposób selektywny. Oznacza to, Ŝe w przypadku wystąpienia
przetęŜenia i przepływu prądu zakłóceniowego przez kilka szeregowo
połączonych zabezpieczeń powinno działać tylko jedno zabezpieczenie, które
jest zainstalowane najbliŜej uszkodzonego miejsca w kierunku źródła zasilania.

W przypadku ochrony przeciąŜeniowej selektywność urządzeń ochronnych jest
zapewniona,

jeŜeli

urządzenia

te,

zainstalowane

szeregowo,

mają

charakterystykę czasowo-prądową zaleŜną, a prąd znamionowy

urządzenia

zainstalowanego dalej od źródła zasilania jest mniejszy niŜ prąd znamionowy

urządzenia zainstalowanego bliŜej źródła zasilania.

W przypadku zabezpieczeń zwarciowych zapewnienie selektywności ich
działania wymaga innego podejścia, gdyŜ prądy zwarciowe mogą osiągać
wartości kilkaset, a nawet więcej razy większe niŜ wartości prądów roboczych.
Tak duŜe prądy płyną w bardzo krótkim czasie i pobudzają wszystkie
urządzenia zabezpieczające zainstalowane szeregowo.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Zabezpieczenie przed skutkami prądu zwarciowego

Przerwanie przepływu prądu zwarciowego w obwodzie powinno nastąpić, zanim pojawi się
niebezpieczeństwo uszkodzeń cieplnych i mechanicznych w przewodach i połączeniach. Wymaga
to poprawnego dobrania urządzenia zabezpieczającego przed skutkami przepływu prądu
zwarciowego (zabezpieczenia zwarciowego).

Prąd, który moŜe płynąć w zwartym obwodzie nazywa się spodziewanym prądem zwarciowym. Jego
wartość powinna być znana w chwili doboru zabezpieczenia zwarciowego. Przewidywane wartości
prądów zwarciowych naleŜy więc określić w tych miejscach, w których ich znajomość jest
niezbędna.

Dla danego obwodu elektrycznego wartość prądu zwarciowego będzie malała wraz z oddalaniem
się od źródła zasilania, poniewaŜ zwiększać się będzie impedancja obwodu impedancja przewodów
zaleŜy od ich przekroju poprzecznego i ich długości. Na ogół podczas doboru zabezpieczeń
zwarciowych charakterystycznym miejscem, dla którego oblicza się wartość spodziewanego prądu
zwarciowego, będzie rozdzielnica, w której zabezpieczenie zwarciowe jest zainstalowane.

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Zasady doboru zabezpieczeń odbiorników

Podstawowym warunkiem skuteczności działania zabezpieczeń przetęŜeniowych jest

wymaganie, aby charakterystyki czasowo-prądowe zabezpieczeń przebiegały
poniŜej charakterystyk cieplnych odbiorników. Najczęściej jednak nie są znane
charakterystyki cieplne odbiorników, przedstawiające dopuszczalne czasy trwania
obciąŜenia o określonej wartości prądu, przy którym nie jest jeszcze przekroczona
temperatura

graniczna

dopuszczalna

dla

poszczególnych

elementów

urządzeń.Warunek ten moŜna uznać za spełniony, jeŜeli prąd nastawienia In
zabezpieczeń przeciąŜeniowych jest nie większy niŜ wyraŜony zaleŜnością:

= (l,0÷1,l)

w której I

- prąd znamionowy odbiornika (silnika).

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

W celu uniknięcia niepoŜądanego działania wyłączników oraz

wyłączenia obwodów i odbiorników, prądy działania wyzwalaczy
elektromagnetycznych wyłączników I

, jako zabezpieczeń

zwarciowych, powinny być większe od największych chwilowych
wartości prądów roboczych I

, występujących podczas rozruchu

silników, hamowaniu przeciwprądem i rewersowaniu.

W rozwiązaniach praktycznych wymaga się, aby spełniony był

warunek

≥l,2·

Urządzenia elektryczne niskiego napięcia

DOBÓR I MONTAś APARATURY ŁĄCZENIOWEJ I STEROWNICZEJ

Prądy znamionowe wkładek topikowych bezpieczników do zabezpieczenia przed skutkami zwarć

powinny być ustalone z uwzględnieniem typu wkładek (aM, gL, B i in.) oraz czasu trwania
rozruchu, zaleŜnego od momentu hamującego podczas rozruchu (rozruch lekki, średni, cięŜki).

Prądy znamionowe wkładek bezpiecznikowych powinny być jedynie nieco większe od

znamionowych prądów silników indukcyjnych pierścieniowych.

Przy wyznaczaniu znamionowych prądów wkładek bezpiecznikowych (I

) zabezpieczających

silniki klatkowe moŜna posługiwać się następującymi zaleŜnościami:

≥ I

= k

· I

- prąd znamionowy silnika, I

- największa wartość prądu rozruchowego, k

= I

/ I

- krotność prądu

rozruchowego,

- współczynnik zaleŜny od typu wkładki oraz rodzaju i częstości rozruchów:

Kategoria uŜytkowania - Kategoria uŜytkowania aparatu elektrycznego

określa jego przewidziane zastosowanie i powinna być ustalona w
normie wyrobu, przy czym jest ona scharakteryzowana przez jedną
lub więcej z następujących cech:

prąd(-y), wyraŜony(-e) wielokrotnością(-ami) prądu znamionowego
łączeniowego,

napięcie(-a)

wyraŜone

wielokrotnością(-ami)

napięcia

znamionowego łączeniowego,

współczynnik mocy lub stała czasowa,

działanie w warunkach zwarciowych,

wybiórczość,

inne warunki pracy, jeŜeli występują.

Aparatura rozdzielcza i sterownicza niskonapięciowa. Postanowienia ogólne wg PN-EN 60947-1 lipiec 2006